JP2967586B2 - 多層セラミック基板への接続部材の接続方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野 本発明は、基板、特に高温環境下で使用される多層セ
ラミック基板に外部器機との接続部材を接続する方法に
関する。

b. 従来の技術及びその課題 従来、基板上にスクリーン印刷法等の手段により形成
された回路の端子部分に、外部器機との接続部材、例え
ば導電性線材、あるいはコンタクトピンを接続するに際
しては、一般的にはスズと鉛の合金である半田を使用し
て行なう軟ろう付、あるいは高温環境下で使用される基
板においては、融点の高い金ろう，銀ろう等による硬ろ
う付を行なうことによって接続していた。

しかしながら、上述した接続方法にあっては、軟ろう
付においては高温環境下、例えば300℃以上の環境下で
の使用は、半田であるろう材が融けてしまい不向きであ
った。

また、硬ろう付であっても、高温環境下で使用した場
合には、該ろう材と回路を形成する導体との熱膨脹率の
相違により、その接触部において剥離が生じ易く、やは
り不向きな接続方法であった。

さらに、回路端子部分への接続部材の接続は、精度を
要求されるものであるが、反面、量産性も必要であり、
その両者を満足し得る接続方法が従来より望まれてい
た。

本発明は、上述した従来の接続方法が有する課題及び
要望に鑑みなされたものであって、その目的は、高温環
境下における使用にも充分に耐え、かつ精度良く、しか
も量産性に富む接続部材の接続方法を提供することにあ
る。

c. 課題を解決するための手段 本発明は、上述した課題及び要望を解決するため、そ
の要旨は、金属粉末を主体とする導体ペーストによって
回路を形成した未焼成の多層セラミック基板の端子部分
に、外部器機との接続部材を接続する方法において、上
記多層セラミック基板の端子部分近傍に凹部を形成し、
該凹部に上記接続部材の支持具を固着し、該支持具に接
続部材を支持させると共に、上記導体ペーストと同種の
導体ペーストによって前記接続部材を上記端子部分に仮
止めし、その後焼成することによって上記接続部材を回
路の端子部分に接続することにある。

d. 作用 本発明にかかる接続方法は、まず金属粉末を主体とし
た回路を形成する導体ペーストと同種の導体ペーストに
よって、外部器機との接続部材を回路の端子部分に接続
し、その後焼成することによって金属粉末を溶融させ、
結合させるものであるため、300℃程度の高温環境下で
使用する場合においても、充分に耐え得る接続方法を提
供できる。

また、いわゆる接着剤として使用する導体は、回路を
形成する導体と同種のものであるため、その間に熱膨脹
率の相違はなく、またなじみ易いため、高温環境下にお
ける使用であっても、その接続部において剥離が生じる
ことはない。

さらに、本発明にかかる接続方法は、基板の端子部分
近傍に凹部を形成し、該凹部に接続部材の支持具を固着
し、該支持具に前記接続部材を支持させると共に、導体
ペーストによって接続部材を端子部分に仮止めする行程
を有するため、焼成炉への移動中、或は焼成中において
接続部材が端子部分から離れることは少なく、信頼性の
高い接続を可能とすると共に、その行程は流れ作業にな
じみ、量産性に富む接続方法を提供できる。

e. 実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明
する。

ここで、第１図は未焼成のセラミック基板（グリーン
シート）１上に、スクリーン印刷法等の手段によって回
路２を形成したものを示し、かかるセラミック基板１を
複数積層することにより、多層セラミック基板３を形成
する。

回路２は、導体ペーストによって形成されており、誘
導体ペーストは、Ag−Pd共沈粉及びAg−Pd合金粉等の
他、金属塩溶液から還元剤を用いて金属粉末を沈澱させ
る方法で作製された球状あるいは粒状のAg粉,Pd粉等の
金属粉末と、有機バインダー（エチルセルロース，アク
リル樹脂等）及び溶剤（テレピネオール等）との混合物
を混練してペースト化したものである。

回路２には、外部器機（図示せず）との接続部材４、
例えばCu線,Pt線,Ni線等の導電性線材、あるいは同種の
材料で形成されたコンタクトピンを接続する端子部分2a
が形成されている。

端子部分2aに、上部接続部材４を接続するにあったて
は、まず、第２図（ａ）に示す如く、端子部分2aが形成
されたセラミック基板1aに貫通孔５を形成し、他のセラ
ミック基板1b,c…上に積層することにより、端子部分2a
近傍に凹部６が形成された多層セラミック基板３を構成
する。

つぎに、上記凹部６に、第４図に示した側壁より切り
込み７が形成されたセラミック円柱８を、第２図（ｂ）
に示す如く挿入し、その間隙に絶縁ペースト９、例えば
硼珪酸鉛に有機バインダー（エチルセルロース，アクリ
ル樹脂等）及び溶剤（テレピネオール等）を混合してペ
ースト化した、いわゆるガラスペーストを充填し、その
後500〜700℃で焼成することにより、凹部６に接続部材
４の支持具となるセラミック円柱８を強固に固定する。

つづいて、第２図（ｃ）に示すように、上記固定され
たセラミック円柱８の切り込み７に、その先端がＬ字状
に折曲された接続部材４を挿入し、セラミック基板1a上
に形成された端子部分2aに、接続部材４の先端が接触す
る状態に支持する。

その後、上述した回路２を形成する導体ペーストと同
種の導体ペーストを、接着剤10として使用することによ
り、第２図（ｄ）に示すように接続部材４を端子部分2a
に仮止めし、その状態で焼成することによって、導体ペ
ースト中の金属粉末を焼結させ、接続部材４と端子部分
2aとを強固に係合させる。

焼成温度は、使用する導体ペースト中の金属粉末の種
類によって異なり、例えばAg粉であれば900℃程度、Pd
粉であれば1500℃程度の焼成温度が必要である。

本発明にかかる接続方法は、上述した如く、金属粉末
を主体とした回路２を形成する導体ペーストと同種の導
体ペーストを、接着剤10として使用することにより、外
部器機との接続部材４を回路の端子部分2aに仮止し、そ
の後焼成することによって該導体ペースト中の金属粉末
を焼結させ、回路の端子部分2aと接続部材４とを結合さ
せるものであるため、その接続は強固なものであり、高
温環境下における使用でああっても、充分に耐え得る接
続方法となる。

また、いわゆる接着剤として使用する導体は、回路２
を形成する導体と同種のものであるため、その間に熱膨
脹率の相違はなく、またなじみ易いため、高温環境下に
おける使用であっても、その接続部において剥離が生じ
ることがない接続方法となる。

さらに、本発明においては、多層セラミック基板３の
端子部分2a近傍に凹部６を形成し、該凹部６に上記接続
部材４の支持具となるセラミック円柱８を固着し、該セ
ラミック円柱８に接続部材４を支持させると共に、導体
ペーストによって接続部材４を端子部分2aに仮止めする
ため、焼成炉への移動中、或は焼成中において接続部材
４が端子部分2aから離れる憂いは少なく、信頼性の高い
接続を可能とすると共に、その行程は流れ作業になじ
み、量産性に富む接続方法となる。

以上、本発明の実施例につき説明したが、本発明は既
述の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想に基づいて、各種の変形及び変更が可能である。

例えば、導体ペースト中の金属粉末の種類、あるいは
外部器機との接続部材等は、実施例として記載したもの
に限定されるものではなく、また、多層セラミック基板
に形成された凹部、或は該凹部に固定される支持具の深
さ，形状等は、任意に変更し得るものである。

g. 発明の効果 本発明にかかる回路の端子部分への接続方法によれ
ば、高温環境下における使用にも充分に耐え、かつ信頼
性が高く、しかも量産性に富む接続部材の接続方法を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示したものであって、第１図は
基板上に形成された回路を示した平面図、第２図（ａ）
〜（ｄ）は、接続部材の接続方法を示した工程図、第３
図は回路の端子部分の拡大平面図、第４図は支持具の斜
視図である。 1,1a,b,c,d……セラミック基板、 ２……回路、３……多層セラミック基板、 ４……接続部材、５……貫通孔、 ６……凹部、７……切り込み、 ８……セラミック円柱、９……絶縁ペースト、 10……接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 3/46 H05K 1/11 H05K 1/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属粉末を主体とする導体ペーストによっ
   て回路を形成した未焼成の多層セラミック基板の端子部
   分に、外部器機との接続部材を接続する方法において、
   上記多層セラミック基板の端子部分近傍に凹部を形成
   し、該凹部に上記接続部材の支持具を固着し、該支持具
   に接続部材を支持させると共に、上記導体ペーストと同
   種の導体ペーストによって前記接続部材を上記端子部分
   に仮止めし、その後焼成することによって上記接続部材
   を回路の端子部分に接続することを特徴とする多層セラ
   ミック基板への接続部材の接続方法。